第五章 糖类与糖类代谢

磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解， 磷酸化酶不能将支链淀粉完全降解，只能降解到距分支 个葡萄糖残基为止，留下一个大而有分支的多糖链， 点4个葡萄糖残基为止，留下一个大而有分支的多糖链，称为 磷酸化酶极限糊精。 磷酸化酶极限糊精。
2、转移酶与脱支酶 转移酶与脱支酶
转移酶
脱支酶
磷酸化酶
G-1-P
磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支 磷酸化酶、转移酶、脱支酶共同作用将支 链淀粉彻底降解为G 链淀粉彻底降解为G-1-P。
物质和能量代谢 复杂性
多步化学反应构成代谢 途径； 途径； 多条代谢途径相互交织 成网； 成网； 物质代谢和能量代谢相 互交织； 互交织； 调节控制有条不紊。 调节控制有条不紊。
规律性
调节控制与生物学功能 相适应。 相适应。
新陈代谢的概念及内涵
小分子 合成代谢（同化作用） 合成代谢（同化作用） 需要能量 新 陈 代 谢 分解代谢（异化作用） 分解代谢（异化作用） 大分子 小分子 能 量 代 谢 物 质 代 谢 大分子
遇碘显红色
第二节 双糖和多糖的酶促降解
蔗糖的酶促降解 一、蔗糖的酶促降解 1、蔗糖酶途径
转化酶 蔗糖酶
蔗糖 + H2O 66.5 2、蔗糖合酶途径
蔗糖合酶
葡萄糖 + 果糖 -20.4
ADPG GDPG 作为多糖 果糖+NDPG CDPG 合成的底 果糖 UDPG 物
蔗糖+NDP 蔗糖
二、淀粉的降解
二、糖的分类（据分子的大小分类): 糖的分类（
单糖：在温和条件下不能水解为更小分 单糖： 子的糖 寡糖（双糖）：水解时每个分子产生2）：水解时每个分子产生 寡糖（双糖）：水解时每个分子产生2 10个 10个 单糖残基 多糖: 能水解成多个单糖分子， 多糖: 能水解成多个单糖分子，属于高 分子碳水化合物，分子量可达到数百万。 分子碳水化合物，分子量可达到数百万。
直链淀粉中葡萄糖以α 糖苷键缩合而成。 直链淀粉中葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成。 每个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还 原端基。 原端基。遇碘显蓝紫色
碘与直链淀粉靠范德华力结合 分子量在10000-50000之间。 之间。 分子量在 之间
支链淀粉中葡萄糖主要以α 支链淀粉中葡萄糖主要以α-1，4糖苷键相连， 糖苷键相连， 少数以α 糖苷键相连， 少数以α-1，6糖苷键相连，所以支链淀粉具有 很多分支。遇碘显紫色或紫红色。 很多分支。遇碘显紫色或紫红色。
淀粉的水解 淀粉的磷酸解
㈠ 淀粉的水解
α-淀粉酶 β-淀粉酶 脱支酶） R-酶(脱支酶） 麦芽糖酶
1、α-淀粉酶（ α- amylase） 淀粉酶（ amylase）
是淀粉内切酶 作用于淀粉分子内部的任意的α 是淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意的α-1，4 糖苷键。 内切酶， 糖苷键。 直链淀粉 支链淀粉 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖的混合物 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ 葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+ α-极限糊精
释放能量
生物体内的糖类（简介） 第一节 生物体内的糖类（简介）
一、糖的主要生物学作用： 糖的主要生物学作用： 作为生物体的主要能源物质：通过氧化释放大量能量， 作为生物体的主要能源物质：通过氧化释放大量能量， 以满足生命活动的需要（淀粉、糖原是重要生物能源。 以满足生命活动的需要（淀粉、糖原是重要生物能源。 作为其他物质生物合成的原料：如作为蛋白质和脂类、 作为其他物质生物合成的原料：如作为蛋白质和脂类、 核酸等大分子物质合成的碳骨架。 核酸等大分子物质合成的碳骨架。 作为生物体的结构成分：如纤维素是植物的结构糖。 作为生物体的结构成分：如纤维素是植物的结构糖。 作为细胞识别的信息分子：糖可与蛋白质、 作为细胞识别的信息分子：糖可与蛋白质、脂类以共 价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂， 价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂，存在生物 膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。 膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。 （glycobiology） ）
（1）第一阶段：葡萄糖 → 1, 6-二磷酸果糖 第一阶段： 6-
2
2
2+
1
2+
3
3
2+
1
ATP
2+
底物
提高糖的能量水平 糖磷酸化后不能穿膜
（
2）第二阶段：1, 6-二磷酸果糖 → 第二阶段： 63-磷酸甘油醛
CH2OPO3H2 C O 96％ ％
H2O3PO CH2 O H
CH2OPO3H2 OH OH 磷醛丙
第三节
糖酵解
定义：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP 定义：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP 生成的过程。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降 生成的过程。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降 解途径。 解途径。 1940年被阐明 年被阐明。 研究历史) 1940年被阐明。(研究历史) Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多 等人贡献最多， Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多，故糖酵解 过程一也叫Embdem Meyerhof-Parnas途径 简称EMP Embdem途径， 过程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP 途径。 途径。 在细胞质中进行
第五章
糖 类 代 谢
生物体内的糖类 双糖和多糖的酶促降解 糖酵解 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 单糖的生物合成(糖异生） 单糖的生物合成(糖异生） 蔗糖和多糖的生物合成
动态生化
静态生化 生物体的物质组成
复杂性 组成物质多；分子大； 组成物质多；分子大；空间 结构复杂。 结构复杂。 规律性 元素→构件小分子 构件小分子→聚合物 元素 构件小分子 聚合物 生物大分子）； （生物大分子）； 结构与功能相适应。 结构与功能相适应。
1、磷酸化酶
催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P 生成G 催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P，生成G-1-P, 非还原末端的葡萄糖残基转移给 同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。 同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。 直链淀粉 支链淀粉 G-1-P G-1-P + 磷酸化酶极限糊精
两种淀粉酶性质的比较
α-淀粉酶 淀粉酶 不耐酸，pH3时失活 不耐酸，pH3时失活 耐高温，70° 15分 耐高温，70°C时15分 钟仍保持活性 广泛分布于动植物和 微生物中。 微生物中。 唾液和胰液中 β-淀粉酶 耐酸，pH3时仍保持活性 耐酸，pH3时仍保持活性 不耐高温，70°C15分钟 不耐高温，70°C15分钟 失活 主要存在植物体中
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3、R-酶(脱支酶 、 酶 脱支酶-debranching enzyme） ）
水解α 糖苷键， 水解α-1，6糖苷键，将α及β-淀粉酶作用 支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解， 支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点水解，产 生短的只含α-1，4糖苷键的糊精，使之可进一 生短的只含α 糖苷键的糊精， 步被淀粉酶降解。 步被淀粉酶降解。 不能直接水解支链淀粉内部的α 糖苷键。 不能直接水解支链淀粉内部的α-1，6糖苷键。
糖酵解（ 糖酵解（EMP） ）
一、糖酵解过程 二、丙酮酸的去路 三、糖酵解中产生的能量 四、糖酵解的控制 五、糖酵解的意义
一、糖酵解过程
在细胞质中进行，共分4个阶段，每个 在细胞质中进行，共分4个阶段， 阶段又分若干反应： 阶段又分若干反应：
体会吸能和放能；可逆不可逆； 体会吸能和放能；可逆不可逆；物质磷 酸化的作用
G+Pi 磷酸葡萄糖变位酶 G-6-P G-1-P 肝脏 肌肉
（葡萄糖-6-磷酸酶）
进入糖酵解
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1 糖苷键的磷酸解。 糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键的磷酸解。
糖原的磷酸解具有重要的生物学意义
小结
糖的分类及降解 糖的分类及降解
蔗糖的降解（蔗糖酶或转化酶） 蔗糖的降解（蔗糖酶或转化酶） 淀粉的降解：淀粉的水解——α-淀粉酶 淀粉的降解：淀粉的水解 α β-淀粉酶 脱支酶） R-酶(脱支酶） 麦芽糖酶 淀粉的磷酸解—淀粉磷酸化酶、转移酶、 淀粉的磷酸解 淀粉磷酸化酶、转移酶、 淀粉磷酸化酶 脱支酶。 脱支酶。 糖原的磷酸解 磷酸化酶和转移酶、 磷酸解： 糖原的磷酸解：磷酸化酶和转移酶、脱支酶 单糖的降解
糖的分类
㈠ 单糖
植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、庚糖 植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、 戊糖主要有核糖、脱氧核糖（木糖和阿拉伯糖） 戊糖主要有核糖、脱氧核糖（木糖和阿拉伯糖） 己糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖（甘露糖、 己糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖（甘露糖、 山梨糖） 山梨糖）
吡喃葡萄糖
呋喃果糖
分子量在50000-100000 分子量在
支链淀粉
糖原
糖原是动物体内重要的贮藏多糖， 糖原是动物体内重要的贮藏多糖，相当 于植物体内贮存的淀粉，也叫动物淀粉。 于植物体内贮存的淀粉，也叫动物淀粉。 高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的 糖原。其结构与支链淀粉相似。 糖原。其结构与支链淀粉相似。
糖原
α β
是淀粉外切酶 水解α 是淀粉外切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉分子外即非还原端 外切酶， 糖苷键， 开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。 开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。 直链淀粉 麦芽糖 支链淀粉 麦芽糖+ 麦芽糖+β-极限糊精
β-极限糊精是指β-淀粉酶作用到离分支点2-3个葡萄糖基为止 极限糊精是指β 淀粉酶作用到离分支点2 的剩余部分。 的剩余部分。 两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。 两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。
半乳糖
㈡ 双糖
以游离状态存在的双糖有蔗糖 以游离状态存在的双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖 。 蔗糖、 还有以结合形式存在的纤维二糖。 还有以结合形式存在的纤维二糖。 蔗糖是由α 葡萄糖和β 蔗糖是由α-D-葡萄糖和β-D-果糖各一分子按 ,2糖苷键 键型缩合、 糖苷键） α、β（1,2糖苷键）键型缩合、失水形成的 。它 是植物体内糖的运输形式 。
1 2
非还原糖
麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。 麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。 是由两个葡萄糖分子缩合 其糖苷键型为α 1→4）。 ）。麦芽糖分子内有一个 其糖苷键型为α（1→4）。麦芽糖分子内有一个 游离的半缩醛羟基，具有还原性 还原性。 游离的半缩醛羟基，具有还原性。
1
4
极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。 是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基 极限糊精是指含 是指含α 糖苷键由3 α-极限糊精是指含α-1，6糖苷键由3个以上葡萄糖基构成 的极限糊精。 的极限糊精。
2、β-淀粉酶(β - amylase) 淀粉酶(
乳糖： 乳糖：是还原糖
葡萄糖 半乳糖 存在哺乳动物的乳汁中， 存在哺乳动物的乳汁中，及高 等植物的花粉管及微生物中
㈢ 多糖
淀粉（starch） 淀粉（ ） 糖原(glycogen) 糖原
淀粉 是植物体内最重要的贮藏多糖 。 用热水处理淀粉时， 用热水处理淀粉时，可溶的一部分为 直链淀粉” “直链淀粉”，另一部分不能溶解的 为“支链淀粉”。
三、糖原的降解
糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质， 糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质，且 易动员。在肌肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源， 易动员。在肌肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源，而在
肝脏中贮存糖原是为了维持血糖平衡。 肝脏中贮存糖原是为了维持血糖平衡。
主要有糖原磷酸化酶 转移酶、脱支酶催化 糖原磷酸化酶和 糖原降解主要有糖原磷酸化酶和转移酶、脱支酶催化 进行。 进行。 糖原 +Pi 残基） （ n残基） 残基 糖原 + G-1-P 残基） （n-1残基） 残基
4、麦芽糖酶（α-葡萄糖苷酶） 、麦芽糖酶（ 葡萄糖苷酶 葡萄糖苷酶）
催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最 催化麦芽糖水解为葡萄糖， 后一步。 后一步。
淀粉的彻底水解需要上述4种水解 淀粉的彻底水解需要上述 种 的共同作用，其最终产物是葡萄 酶的共同作用，其最终产物是葡萄 糖。
（二）淀粉的磷酸解 磷酸化酶 转移酶与脱支酶
4
CH2OH 磷磷二磷磷磷
5
磷磷磷二磷磷丙 CHO CHOH CH2OPO3H2 3－磷磷磷磷磷 － 4％ ％